10.已知数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{n+1}=\frac{1}{4}\left(a_{n}-6\right)^{3}+6(n=1,2,3, \cdots)$ ,则( )
数列的综合应用 · 历年高考数学真题与解析
本页汇总 高考真题检索 的「数列的综合应用」高考数学真题共 31 道,覆盖 2008–2023 年,最常出题型为 解答题;含完整答案与解析。
历年真题列表
21.已知数列 $\left\{a_{n}\right\},\left\{b_{n}\right\}$ 的项数均为 $m(m>2)$ ,且 $a_{n}, b_{n} \in\{1,2, \cdots, m\},\left\{a_{n}\right\},\left\{b_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和分别为 $A_{n}, B_{n}$ ,并规定 $A_{0}=B_{0}=0$ 。对于 $k \in\{0,1,2, \cdots, m\}$ ,定义 $r_{k}=\max \left\{i \mid B_{i} \leq A_{k}, i \in\{0,1,2, \cdots, m\}\right\}$ ,其中, $\max M$ 表示数集 $M$ 中最大的数.
(1)若 $a_{1}=2, a_{2}=1, a_{3}=3, b_{1}=1, b_{2}=3, b_{3}=3$ ,求 $r_{0}, r_{1}, r_{2}, r_{3}$ 的值;
(2)若 $a_{1} \geq b_{1}$ ,且 $2 r_{j} \leq r_{j+1}+r_{j-1}, j=1,2, \cdots, m-1$ ,求 $r_{n}$ ;
(3)证明:存在 $p, q, s, t \in\{0,1,2, \cdots, m\}$ ,满足 $p>q, s>t$ ,使得 $A_{p}+B_{t}=A_{q}+B_{s}$ .
15.己知数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 各项均为正数,其前 $n$ 项和 $S_{n}$ 满足 $a_{n} \cdot S_{n}=9(n=1,2, \cdots)$ 。给出下列四个结论:
①$\left\{a_{n}\right\}$ 的第 2 项小于 3;
②$\left\{a_{n}\right\}$ 为等比数列;
③$\left\{a_{n}\right\}$ 为递减数列;
④$\left\{a_{n}\right\}$ 中存在小于 $\frac{1}{100}$ 的项.
其中所有正确结论的序号是 $\_\_\_\_$ .
17.记 $S_{n}$ 为数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和,已知 $a_{1}=1,\left\{\frac{S_{n}}{a_{n}}\right\}$ 是公差为 $\frac{1}{3}$ 的等差数列.
(1)求 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式;
(2)证明:$\frac{1}{a_{1}}+\frac{1}{a_{2}}+\cdots+\frac{1}{a_{n}}<2$ .
18.设 $\left\{a_{n}\right\}$ 是等差数列,$\left\{b_{n}\right\}$ 是等比数列,且 $a_{1}=b_{1}=a_{2}-b_{2}=a_{3}-b_{3}=1$ .
(1)求 $\left\{a_{n}\right\}$ 与 $\left\{b_{n}\right\}$ 的通项公式;
②设 $\left\{a_{n}\right\}$ 的前 n 项和为 $S_{n}$ ,求证:$\left(S_{n+1}+a_{n+1}\right) b_{n}=S_{n+1} b_{n+1}-S_{n} b_{n}$ ;
(3)求 $\sum_{k=1}^{2 n}\left[a_{k+1}-(-1)^{k} a_{k}\right] b_{k}$ .
18.
已知数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的各项均为正数,记 $S_{n}$ 为 $\left\{a_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和,从下面(1)(2)(3)中选取两个作为条件,证明另外一个成立。
(1)数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 是等差数列:(2)数列 $\left\{\sqrt{S_{n}}\right\}$ 是等差数列;(3)$a_{2}=3 a_{1}$ .
注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
19.记 $S_{n}$ 为数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和,$b_{n}$ 为数列 $\left\{S_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项积,已知 $\frac{2}{S_{n}}+\frac{1}{b_{n}}=2$ .
(1)证明:数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 是等差数列;
(2)求 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式。
21.(18分)已知数列 $\{a_n\}$ 满足 $a_n \neq 0$,对任意 $n \geq 2$,$a_n$ 和 $a_{n+1}$ 中存在一项使其为另一项与 $a_{n-1}$ 的等差中项.
(1)已知 $a_1 = 5$,$a_2 = 3$,$a_4 = 2$,求 $a_3$ 的所有可能取值;
(2)已知 $a_1 = a_4 = a_7 = 0$,$a_2$、$a_5$、$a_8$ 为正数,求证:$a_2$、$a_5$、$a_8$ 成等比数列,并求出公比 $q$;
(3)已知数列中恰有3项为0,即 $a_r = a_s = a_t = 0$,$2 < r < s < t$,且 $a_1 = 1$,$a_2 = 2$,求 $a_{r+1} + a_{s+1} + a_{t+1}$ 的最大值.
21.定义 $R_{p}$ 数列 $\left\{a_{n}\right\}:$ 对实数 $p$ ,满足:①$a_{1}+p \geq 0, a_{2}+p=0$ ;②$\forall n \in N^{*}, a_{4 n-1}<a_{4 n}$ ;③ $a_{m+n} \in\left\{a_{m}+a_{n}+p, a_{m}+a_{n}+p+1\right\}, \quad m, n \in N^{*}$.
(1)对于前 4 项 $2,-2,0,1$ 的数列,可以是 $R_{2}$ 数列吗?说明理由;
(2)若 $\left\{a_{n}\right\}$ 是 $R_{0}$ 数列,求 $a_{5}$ 的值;
(3)是否存在 $p$ ,使得存在 $R_{p}$ 数列 $\left\{a_{n}\right\}$ ,对 $\forall n \in N^{*}, S_{n} \geq S_{10}$ ?若存在,求出所有这样的 $p$ ;若不存在,说明理由。
12.0-
1周期序列在通信技术中有着重要应用。若序列 $a_{1} a_{2} \cdots a_{n} \cdots$ 满足 $a_{i} \in\{0,1\}(i=1,2, \cdots)$ ,且存在正整数 $m$ ,使得 $a_{i+m}=a_{i}(i=1,2, \cdots)$ 成立,则称其为 $0-$
1 周期序列,并称满足 $a_{i+m}=a_{i}(i=1,2, \cdots)$ 的最小正整数 $m$ 为这个序列的周期。对于周期为 $m$ 的 0-
1 序列 $a_{1} a_{2} \cdots a_{n} \cdots, C(k)=\frac{1}{m} \sum_{i=1}^{m} a_{i} a_{i+k}(k=1,2, \cdots, m-1)$ 是描述其性质的重要指标,下列周期为 5 的 $0-1$ 序列中,满足 $C(k) \leq \frac{1}{5}(k=1,2,3,4)$ 的序列是
20.已知数列 $\left\{a_{n}\right\}\left(n \in N^{*}\right)$ 的首项 $a_{1}=1$ ,前 $n$ 项和为 $S_{n}$ .设 $\lambda$ 与 $k$ 是常数,若对一切正整数 $n$ ,均有 $S_{n+1}{ }^{\frac{1}{k}}-S_{n}{ }^{\frac{1}{k}}=\lambda a_{n+1}{ }^{\frac{1}{k}}$ 成立,则称此数列为"$\lambda-k$"数列.
(1)若等差数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 是"$\lambda-1$"数列,求 $\lambda$ 的值;
(2)若数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 是"$\frac{\sqrt{3}}{3}-2$"数列,且 $a_{n}>0$ ,求数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式;
(3)对于给定的 $\lambda$ ,是否存在三个不同的数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 为"$\lambda-$
3"数列,且 $a_{n} \geq 0$ ?若存在,求 $\lambda$ 的取值范围;若不存在,说明理由,
数学 II(附加题)
【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
A.[选修4-2:矩阵与变换]
20.(本小满分 16 分)
定义首项为 1 且公比为正数的等比数列为"M一数列"。
(1)已知等比数列 $\left\{a_{n}\right\}\left(n \in \mathbf{N}^{*}\right)$ 满足:$a_{2} a_{4}=a_{5}, a_{3}-4 a_{2}+4 a_{1}=0$ ,求证:数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 为" M 一数列"
(2)已知数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 满足:$b_{1}=1, \frac{1}{S_{n}}=\frac{2}{b_{n}}-\frac{2}{b_{n+1}}$ ,其中 $S_{n}$ 为数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和.
(1)求数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的通项公式;
②设 $m$ 为正整数,若存在"M一数列"$\left\{c_{n}\right\}\left(n \in \mathbf{N}^{*}\right)$ ,对任意正整数 $k$ ,当 $k \leqslant m$ 时,都有 $c_{k} \leq b_{k} \leq c_{k+1}$成立,求 $m$ 的最大值.
数学 II(附加题)
20.(13 分)已知数列 $\left\{a_{n}\right\}$ ,从中选取第 $i_{1}$ 项、第 $i_{2}$ 项、⋯、第 $i_{m}$ 项 $\left(i_{1}<i_{2}<\cdots<i_{m}\right)$ ,若 $a \mathrm{i}_{1}<a \mathrm{i}_{2}<\cdots<a \mathrm{i}_{\mathrm{m}}$ ,则称新数列 $a \mathrm{i}_{1}, a \mathrm{i}_{2}, \cdots, a \mathrm{i}_{\mathrm{m}}$ 为 $\left\{a_{n}\right\}$ 的长度为 $m$ 的递增子列。规定:数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的任意一项都是 $\left\{a_{n}\right\}$ 的长度为 1 的递增子列.
(I)写出数列 $1,8,3,7,5,6,9$ 的一个长度为 4 的递增子列;
(II)已知数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的长度为 $p$ 的递增子列的末项的最小值为 $a \mathrm{~m}_{0}$ ,长度为 $q$ 的递增子列的末项的最小值为 $a \mathrm{n}_{0}$ .若 $p<q$ ,求证:$a \mathrm{~m}_{0}<a \mathrm{n}_{0}$ ;
(III)设无穷数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的各项均为正整数,且任意两项均不相等.若 $\left\{a_{n}\right\}$ 的长度为 $s$ 的递增子列末项的最小值为 $2 s-1$ ,且长度为 $s$ 末项为 $2 s-1$ 的递增子列恰有 $2^{s-1}$ 个 $(s=1$ , $2, \cdots)$ ,求数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式.
19.(16 分)对于给定的正整数 $k$ ,若数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足: $a_{n-k}+a_{n-k+1}+\ldots+a_{n-1}+a_{n+1}+\ldots+a_{n+k-1}+a_{n+k}=2 k a_{n}$ 对任意正整数 $n ~(n>k) ~$ 总成立,则称数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 是"P(k)数列".
(1)证明:等差数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 是"$p$③数列";
(2)若数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 既是"$P(2)$ 数列",又是"$P(3)$ 数列",证明:$\left\{a_{n}\right\}$ 是等差数列.
6.(5 分)(2016•浙江)如图,点列 $\left\{\mathrm{A}_{n}\right\} ,\left\{\mathrm{~B}_{n}\right\}$ 分别在某锐角的两边上,且 $\left|A_{n} A_{n+1}\right|=\left|A_{n+1} A_{n+2}\right|, A_{n} \neq A_{n+1}, n \in N^{*},\left|B_{n} B_{n+1}\right|=\left|B_{n+1} B_{n+2}\right|, B_{n} \neq B_{n+1}, n \in N^{*}, ~(P \neq Q$ 表示点P与 $Q$ 不重合)若 $d_{n}=\left|A_{n} B_{n}\right|, S_{n}$ 为 $\triangle A_{n} B_{n} B_{n+1}$ 的面积,则()
12.(5分)定义"规范01数列"$\left\{a_{n}\right\}$ 如下:$\left\{a_{n}\right\}$ 共有 $2 m$ 项,其中 $m$ 项为 0 ,$m$ 项为 1 ,且对任意 $k \leq 2 m, a_{1}, a_{2}, \ldots, a_{k}$ 中 0 的个数不少于 1 的个数,若 $m=4$ ,则不同的"规范01数列"共有
22.(本题满分 16 分)本题共有 3 个小题,第 1 小题满分 4 分,第 2 小题满分 6 分,第 3 小题满分6分。
对于无穷数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 与 $\left\{b_{n}\right\}$,记 $A=\left\{x \mid x=a_{n}, n \in \mathbf{N}^{*}\right\}, B=\left\{x \mid x=b_{n}, n \in \mathbf{N}^{*}\right\}$,若同时满足条件:①$\left\{a_{n}\right\},\left\{b_{n}\right\}$ 均单调递增;②$A \cap B=\varnothing$ 且 $A \cup B=\mathbf{N}^{*}$,则称 $\left\{a_{n}\right\}$与 $\left\{b_{n}\right\}$ 是无穷互补数列.
(1)若 $a_{n}=2 n-1, b_{n}=4 n-2$,判断 $\left\{a_{n}\right\}$ 与 $\left\{b_{n}\right\}$ 是否为无穷互补数列,并说明理由;
(2)若 $a_{n}=2^{n}$ 且 $\left\{a_{n}\right\}$ 与 $\left\{b_{n}\right\}$ 是无穷互补数列,求数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 16 项的和;
(3)若 $\left\{a_{n}\right\}$ 与 $\left\{b_{n}\right\}$ 是无穷互补数列,$\left\{a_{n}\right\}$ 为等差数列且 $a_{16}=36$,求 $\left\{a_{n}\right\}$ 与 $\left\{b_{n}\right\}$ 的通项公式。
23.(本题满分 18 分)本题共有 3 个小题,第 1 小题满分 4 分,第 2 小题满分 6 分,第 3 小题满分 8 分。
若无穷数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足:只要 $a_{p}=a_{q}\left(p, q \in \mathrm{~N}^{*}\right)$,必有 $a_{p+1}=a_{q+1}$,则称 $\left\{a_{n}\right\}$ 具有性质 P。
(1)若 $\left\{a_{n}\right\}$ 具有性质 P,且 $a_{1}=1, a_{2}=2, a_{4}=3, a_{5}=2, a_{6}+a_{7}+a_{8}=21$,求 $a_{3}$;
(2)若无穷数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 是等差数列,无穷数列 $\left\{c_{n}\right\}$ 是公比为正数的等比数列,$b_{1}=c_{5}=1$, $b_{5}=c_{1}=81, a_{n}=b_{n}+c_{n}$,判断 $\left\{a_{n}\right\}$ 是否具有性质 P,并说明理由;
③设 $\left\{b_{n}\right\}$ 是无穷数列,已知 $a_{n+1}=b_{n}+\sin a_{n}\left(n \in \mathrm{~N}^{*}\right)$。求证:"对任意 $a_{1},\left\{a_{n}\right\}$ 都具有性质 P "的充要条件为"$\left\{b_{n}\right\}$ 是常数列".
5.某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入。若该公司2015年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长 $12 \%$ ,则该公司全年投入的研发资金开始超过 200 万元的年份是 (参考数据: $\lg 1.12 \approx 0.05, \lg 1.3 \approx 0.11, \lg 2 \approx 0.30$ )
6.(5 分)(2016•浙江)如图,点列 $\left\{\mathrm{A}_{\mathrm{n}}\right\} ,\left\{\mathrm{~B}_{\mathrm{n}}\right\}$ 分别在某锐角的两边上,且 $\left|A_{n} A_{n+1}\right|=\left|A_{n+1} A_{n+2}\right|, A_{n} \neq A_{n+1}, n \in N^{*},\left|B_{n} B_{n+1}\right|=\left|B_{n+1} B_{n+2}\right|, B_{n} \neq B_{n+1}, n \in N^{*}, ~(P \neq Q$ 表示点P与 $Q$ 不重合)若 $d_{n}=\left|A_{n} B_{n}\right|, S_{n}$ 为 $\triangle A_{n} B_{n} B_{n+1}$ 的面积,则()
8.(5 分)(2016•浙江)如图,点列 $\left\{A_{n}\right\} ,\left\{B_{n}\right\}$ 分别在某锐角的两边上,且 $\left|A_{n} A_{n+1}\right|=\left|A_{n+1} A_{n+2}\right|$ , $A_{n} \neq A_{n+1}, n \in N^{*},\left|B_{n} B_{n+1}\right|=\left|B_{n+1} B_{n+2}\right|, B_{n} \neq B_{n+1}, n \in N^{*}, ~(P \neq Q$ 表示点 $P$ 与 $Q$ 不重合)若 $d_{n}=\left|A_{n} B_{n}\right|, S_{n}$ 为 $\triangle A_{n} B_{n} B_{n+1}$ 的面积,则
17.(12分)已知数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 满足 $a_{1}=1, a_{n+1}=3 a_{n}+1$ .
(I)证明 $\left\{a_{n}+\frac{1}{2}\right\}$ 是等比数列,并求 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式;
(II)证明:$\frac{1}{a_{1}}+\frac{1}{a_{2}}+\ldots+\frac{1}{a_{n}}<\frac{3}{2}$ .
19.(本小题满分 14 分)
设各项均为正数的数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_{n}$ ,且 $S_{n}$ 满足 $S_{n}^{2}-\left(n^{2}+n-3\right) S_{n}-3\left(n^{2}+n\right)=0, n \in N^{*}$ .
(1)求 $a_{1}$ 的值;
(2)求数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式;
(3)证明:对一切正整数 $n$ ,有 $\frac{1}{a_{1}\left(a_{1}+1\right)}+\frac{1}{a_{2}\left(a_{2}+1\right)}+\cdots \frac{1}{a_{n}\left(a_{n}+1\right)}<\frac{1}{3}$ .
18.(本小题满分 12 分)
已知函数 $\mathrm{f}(\mathrm{x})=\left(\mathrm{x}^{2}+\mathrm{bx}+\mathrm{b}\right) \sqrt{1-2 \mathrm{x}}(\mathrm{b} \in \mathrm{R})$ .
(1)当 $b=4$ 时,求 $f(x)$ 的极值;
(2)若 $f(x)$ 在区间 $\left(0, \frac{1}{3}\right)$ 上单调递增,求 $b$ 的取值范围.
22.(本小题满分 12 分,(I)小问 4 分,(II)小问 8 分)
设 $a_{1}=1, a_{n+1}=\sqrt{a_{n}^{2}-2 a_{n}+2}+b\left(n \in N^{*}\right)$
(I)若 $b=1$,求 $a_{2}, a_{3}$ 及数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式;
(II)若 $b=-1$,问:是否存在实数 $c$ 使得 $a_{2 n}<c<a_{2 n+1}$ 对所有 $n \in N^{*}$ 成立?证明你的结论.
12.数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 是等差数列,若 $a_{1}+1, a_{3}+3, a_{5}+5$ 构成公比为 $q$ 的等比数列,则 $q=$
$\_\_\_\_$.
17.(本小题满分 12 分)
在 $\triangle \mathrm{ABC}$ 中,角 $\mathrm{A}, \mathrm{B}, \mathrm{C}$ 的对边分别为 $\mathrm{a}, \mathrm{b}, \mathrm{c}$ 。已知 $A=\frac{\pi}{4}$ ,
$b \sin \left(\frac{\pi}{4}+C\right)-c \sin \left(\frac{\pi}{4}+B\right)=a$
(1)求证:$B-C=\frac{\pi}{2}$(2)若 $\mathrm{a}=\sqrt{2}$ ,求 $\triangle \mathrm{ABC}$ 的面积。
20.(本小题共13分)
若数列 $A_{n}: a_{1}, a_{2}, \cdots, a_{n}(n \geq 2)$ 满足 $\left|a_{k+1}-a_{k}\right|=1(k=1,2, \cdots, n-1)$ ,则称 $A_{n}$ 为 $E$ 数列,记 $S\left(A_{n}\right)=a_{1}+a_{2}+\cdots+a_{n}$.
(I)写出一个E数列 $\mathrm{A}_{5}$ 满足 $a_{1}=a_{3}=0$ ;
(II)若 $a_{1}=12, \mathrm{n}=2000$ ,证明:E数列 $A_{n}$ 是递增数列的充要条件是 $a_{n}=2011$ ;
(III)在 $a_{1}=4$ 的 E 数列 $A_{n}$ 中,求使得 $S\left(A_{n}\right)=0$ 成立得 n 的最小值.
8.数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的首项为 $3,\left\{b_{n}\right\}$ 为等差数列且 $b_{n}=a_{n+1}-a_{n}\left(n \in N^{*}\right)$ .若则 $b_{3}=-2$ , $b_{10}=12$ ,则 $a_{8}=$
22.(12分)已知数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 中,$a_{1}=1, a_{n+1}=c-\frac{1}{a_{n}}$ .
(I)设 $\mathrm{c}=\frac{5}{2}, \mathrm{~b}_{\mathrm{n}}=\frac{1}{\mathrm{a}_{\mathrm{n}}-2}$ ,求数列 $\left\{\mathrm{b}_{\mathrm{n}}\right\}$ 的通项公式;
(II)求使不等式 $a_{n}<a_{n+1}<3$ 成立的 $c$ 的取值范围.
20.(12分)(2008•四川)设数列 $\left\{\mathrm{a}_{\mathrm{n}}\right\}$ 的前 n 项和为 $\mathrm{S}_{\mathrm{n}}$ ,已知 $\mathrm{ba}_{\mathrm{n}}-2^{\mathrm{n}}=(\mathrm{b}-1) \mathrm{S}_{\mathrm{n}}$
(I)证明:当 $b=2$ 时,$\left\{a_{n}-n \cdot 2^{n-1}\right\}$ 是等比数列;
(II)求 $\left\{\mathrm{a}_{\mathrm{n}}\right\}$ 的通项公式。
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